·1778· 工程科学学报，第39卷，第12期 1000叶O 0 0000 0000 0 0 250 反平行电阻 800 ★★★★ 女★★★“ ★ 200 150 】平直的隧穿壁电阻 平直的P 600 平行电阻 400 吃 口口口口 0 40 -30 -20 -10 0 10 2030 40 曲率/mm 图2隧道磁电阻、平行方向磁电阻和反平行方向磁电阻随柔性衬底曲率半径的变化侧 Fig.2 Summary of resistance in the parallel (RP)and antiparallel (RAP)states as well as TMR ratios for both positive and negative bending radius ranging from 30 to 5 mm (a) (b) 易轴 Cu 自旋钢 弯折角庭 PET 图3自旋阀结构P(2)/Coo Feto(5)/Cu(5.5)/Cogo Fejo(3)rMn(10)nm易轴方向为Y方向(a)及PET/SPV在固定装置示意图 (b) Fig.3 Schematic of SPV (Pt (2)/Cooo Fejo(5)/Cu (5.5)/Cooo Feo(3)/IrMn (10)nm)(a)and fixing device of the PET/SPV heterostructure (b) 1.28%,而生长在SiO2上的SPV巨磁电阻值GMR= 呈单调递增的正比例函数关系.自旋阀巨磁电阻值的 2.95%.这是因为Si02是晶体（晶格常数a=0.491 最大值是最小值的325%，因此，当该结构用于磁敏传 nm),而PET为非晶，在SPV生长过程中，Si0,晶格与 感器时，将表现出更好的角度灵敏度和线性度. SPV底层膜晶格匹配较好，有利于SPV薄膜的有序 2015年，Karaushenko等回在柔性衬底上生长了 化，从而得到更高的巨磁电阻值.为了研究应变对自 (Cu/Co)多层膜，并测试其巨磁电阻值，改变柔性衬底 旋阀巨磁电阻值的影响，首先，测量了PET/SPV异质 曲率半径，发现巨磁电阻值与样品灵敏度都有较大变 结在弯折角度分别为0°、90°、180°时的磁电阻曲线. 化（如图5）.同时，他们也研究了不同衬底不同温度 不同弯曲角度下SPV的磁电阻曲线如图4(b)所示，在 对于柔性自旋阀巨磁电阻值的影响.如图6，温度范围 0=180°时，GMR=2.08%:在6=90°时，GMR= 在-10°~50°，衬底为PVC时，巨磁电阻值几乎不随 1.28%:在0=0时，GMR=0.64%,弯折角度0越大， 温度发生变化，而温度范围在30°~90°，衬底为PCH GMR也越大.将PET/SPV异质结重复弯折5O0次后， 时，巨磁电阻值随温度降低而减小。 测试PET/SPV异质结的磁电阻曲线如图4(c)所示，1.4交换偏置 发现多次弯折后PET/SPV异质结的巨磁电阻值在相 Zhang等网在柔性衬底PET上制备出了具有交 同弯折角度下相对于制备态几乎没有变化，说明该器 换偏置效应的Ta/FeGa/IrMn/Ta多层膜结构，其中， 件的巨磁电阻值具有良好的可重复性，因此，柔性衬底 FeGa具有磁弹性作为铁磁层，IrMn作为反铁磁层，外 上生长的异质结器件的结构稳定性良好.图4()给 加应变可以同时影响单轴各向异性的大小和方向，从 出了不同弯折角度下，SPV薄膜巨磁电阻值的变化情 而使得薄膜的难磁化轴与易磁化轴可以相互转变，表 况，测试结果显示SPV薄膜巨磁电阻值与弯折角度间 现为磁滞回线的各项参数随应变变化.图7()为不工程科学学报，第 39 卷，第 12 期 图 2 隧道磁电阻、平行方向磁电阻和反平行方向磁电阻随柔性衬底曲率半径的变化［40］ Fig． 2 Summary of resistance in the parallel ( ＲP) and antiparallel ( ＲAP) states as well as TMＲ ratios for both positive and negative bending radius ranging from 30 to 5 mm 图 3 自旋阀结构 Pt ( 2) / Co90 Fe10 ( 5) /Cu ( 5. 5) / Co90 Fe10 ( 3) / IrMn ( 10) nm 易轴方向为 Y 方向( a) 及 PET / SPV 在固定装置示意图 ( b) ［41］ Fig． 3 Schematic of SPV ( Pt ( 2) / Co90 Fe10 ( 5) /Cu ( 5. 5) / Co90 Fe10 ( 3) / IrMn ( 10) nm) ( a) and fixing device of the PET / SPV heterostructure ( b) 1. 28% ，而生长在 SiO2 上的 SPV 巨磁电阻值 GMＲ = 2. 95% ． 这是因为 SiO2 是晶体( 晶格常数 a = 0. 491 nm) ，而 PET 为非晶，在 SPV 生长过程中，SiO2晶格与 SPV 底层膜晶格匹配较好，有利于 SPV 薄膜的有序 化，从而得到更高的巨磁电阻值． 为了研究应变对自 旋阀巨磁电阻值的影响，首先，测量了 PET / SPV 异质 结在弯折角度分别为 0°、90°、180°时的磁电阻曲线． 不同弯曲角度下 SPV 的磁电阻曲线如图 4( b) 所示，在 θ = 180° 时，GMＲ = 2. 08% ; 在 θ = 90° 时，GMＲ = 1. 28% ; 在 θ = 0°时，GMＲ = 0. 64% ，弯折角度 θ 越大， GMＲ 也越大． 将 PET / SPV 异质结重复弯折 500 次后， 测试 PET / SPV 异质结的磁电阻曲线如图 4( c) 所示， 发现多次弯折后 PET / SPV 异质结的巨磁电阻值在相 同弯折角度下相对于制备态几乎没有变化，说明该器 件的巨磁电阻值具有良好的可重复性，因此，柔性衬底 上生长的异质结器件的结构稳定性良好． 图 4( d) 给 出了不同弯折角度下，SPV 薄膜巨磁电阻值的变化情 况，测试结果显示 SPV 薄膜巨磁电阻值与弯折角度间 呈单调递增的正比例函数关系． 自旋阀巨磁电阻值的 最大值是最小值的 325% ，因此，当该结构用于磁敏传 感器时，将表现出更好的角度灵敏度和线性度． 2015 年，Karnaushenko 等［42］在柔性衬底上生长了 ( Cu /Co) 多层膜，并测试其巨磁电阻值，改变柔性衬底 曲率半径，发现巨磁电阻值与样品灵敏度都有较大变 化( 如图 5) ． 同时，他们也研究了不同衬底不同温度 对于柔性自旋阀巨磁电阻值的影响． 如图 6，温度范围 在 － 10° ～ 50°，衬底为 PVC 时，巨磁电阻值几乎不随 温度发生变化，而温度范围在 30° ～ 90°，衬底为 PCH 时，巨磁电阻值随温度降低而减小． 1. 4 交换偏置 Zhang 等［43］在柔性衬底 PET 上制备出了具有交 换偏置效应的 Ta / FeGa / IrMn / Ta 多 层 膜 结 构，其 中， FeGa 具有磁弹性作为铁磁层，IrMn 作为反铁磁层，外 加应变可以同时影响单轴各向异性的大小和方向，从 而使得薄膜的难磁化轴与易磁化轴可以相互转变，表 现为磁滞回线的各项参数随应变变化． 图 7( a) 为不 · 8771 ·